地球內部的水可能來自繞太陽旋轉的塵埃雲

作者 | 發布日期 2018 年 11 月 24 日 12:00 | 分類 天文 , 自然科學 follow us in feedly

地球最初的水是從何而來?

一項新的研究表明,有一部分水來自圍繞太陽旋轉的氣體和塵埃雲。




水是由兩個氫原子和一個氧原子組成,而岩石小行星很可能幾十億年前將其中大部分氫帶到地球。然而新研究表明,年輕的地球也從太陽星雲獲得氫。

「地球上每 100 個水分子就有一個來自太陽星雲」,研究人員於今年 10 月發表在《地球物理研究:行星》(Journal of Geophysical Research: Planets)的一項新研究寫道。

太陽系初期,太陽形成後的剩餘物質──星雲含有大量氫。但在這項研究之前,研究人員還沒研究過星雲是否提供地球大部分氫。

為了找出地球的水來自哪裡,科學家研究氫同位素的比例──有相同質子數,但中子數目卻不同。

正常的氫和氘(一種較重的氫同位素),在海水的比例與來自小行星的水的比率相符合,這表明地球的水有小行星起源。然而,從地球內部的氫(在地函與地核交界區),卻講述了一個不同的故事。根據這項研究,這些樣品與海水相比,氘比氫少,這結果指向小行星以外的來源。

地球在數十億年前形成,由當時較小的小行星碰撞並熔合成更大的物體。新模型認為,隨著新生、仍在熔融形成行星的階段時,地球從太陽星雲吸走塵埃和氣體。星雲的氫沉入新生地球的熔融岩漿,並被地磁核心吸引,研究人員解釋,來自小行星的氫,最終在地函聚集。

此外,據科學家報告,大量水認為隱藏在行星內,地函大約有兩個海洋,地核約有 4 個到 5 個海洋,其中大部分可能來自太陽星雲。

研究報告的主要撰寫者、亞利桑那州分子科學學院和地球與太空探測學院(Molecular Sciences and School of Earth and Space Exploration at Arizona State University)助理教授吳軍(Jun Wu)還暗示,類似的過程可能會影響系外行星的水形成。「這個模型意謂著,太陽系外任何夠大的行星系統,水皆會順理成章的形成。我認為這非常令人興奮。」吳軍說。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:Flickr/Kevin Gill CC BY 2.0)

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